(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を防止する。【解決手段】ハイブリッド車両（１０）の制御装置（１００）は、走行モードとして無段変速モードが選択される場合には、ロック機構（４００）が解放状態となるように、且つ、走行モードとして固定変速モードが選択される場合には、ロック機構が係合状態となるように、ロック機構を制御するロック制御手段（１１０）と、走行モードとして固定変速モードが選択されている場合において、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、内燃機関（２００）の機関回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う回転速度抑制手段（１３０）とを備える。【選択図】図４
2010254015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
モータジェネレータと、
相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１回転要素、前記モータジェネレータの回転軸に連結される第２回転要素、及び駆動軸に連結される第３回転要素を有する動力分割機構と、
係合状態となることで前記モータジェネレータを回転不可能なロック状態とし、解放状態となることで前記モータジェネレータを回転可能な非ロック状態とすることが可能なロック機構と
を備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
走行モードとして無段変速モードが選択される場合には、前記ロック機構が前記解放状態となるように、且つ、前記走行モードとして固定変速モードが選択される場合には、前記ロック機構が前記係合状態となるように、前記ロック機構を制御するロック制御手段と、
前記走行モードとして前記固定変速モードが選択されている場合において、前記モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、前記内燃機関の機関回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う回転速度抑制手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記回転速度抑制手段は、前記回転速度抑制制御として、前記内燃機関に対する燃料の供給を一時的に停止するフューエルカットを行う請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記回転速度制御手段は、前記内燃機関の機関トルクが所定の基準トルク以上である場合に、前記フューエルカットを行う請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記走行モードとして前記固定変速モードが選択されている場合において、前記モータジェネレータの回転速度が前記所定回転速度以上変化したときには、前記ロック機構が誤って前記解放状態となった誤解放状態であると判定する誤解放判定手段を更に備え、
前記回転速度抑制手段は、前記ロック機構が前記誤解放状態であると前記誤解放判定手段によって判定された場合には、前記回転速度抑制制御を行う請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両として、内燃機関（エンジン）と、主に発電機として機能する第１モータジェネレータと、内燃機関の動力を第１モータジェネレータ及び駆動輪に分割する動力分割機構と、主に電動機として機能し、駆動輪を駆動する第２モータジェネレータとを備えるものが知られている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両として、第１モータジェネレータ（発電機）の回転を固定する機構（以下、「ロック機構」と適宜呼ぶ）を備えるものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。ロック機構は、例えば、互いに係合可能な２つの係合要素を有しており、これらが互いに係合することで第１モータジェネレータの回転を固定する。ロック機構は、例えば、ハイブリッド車両の走行モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構が解放状態である場合には、第１モータジェネレータの回転速度を連続的に変化させることにより内燃機関の機関回転速度を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構が係合状態である場合には、内燃機関の機関回転速度が、駆動軸（或いは駆動輪）の回転速度により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。
【０００４】
また、例えば特許文献３及び４には、ハイブリッド車両において、モータの過回転を防止するための技術が開示されている。例えば特許文献３では、モータの回転速度の増加の可能性が判定されたときには、導入弁を全閉することにより、エンジンの回転速度の増加を抑制したり、エンジンの回転速度の減少を促進したりすることで、モータの過回転の防止を図っている。例えば特許文献４では、モータの回転速度上昇率が閾値以上のときには、エンジンの燃料カットを行うことにより、モータの過回転の防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５１４０７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５５２７号公報
【特許文献３】特開２００７−１３７２２７号公報
【特許文献４】特開２００７−１１８８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなロック機構を備えるハイブリッド車両において、ロック機構に不具合（或いは故障）が発生して、走行モードとして固定変速モードが選択されているにも関わらず、ロック機構が誤って解放状態となり（即ち、ロック機構が誤解放状態となり）、第１モータジェネレータの過回転が発生してしまうおそれがあるという技術的問題点がある。ここで、このような第１モータジェネレータの過回転を防止する方法として、例えば、第１モータジェネレータの回転速度を検出して、検出した回転速度が所定の基準回転速度を超えた場合に、第１モータジェネレータの出力トルクを制御する方法が考えられる。しかしながら、このような方法によれば、第１モータジェネレータの回転速度の検出に生じる遅延に起因して、第１モータジェネレータの制御が遅れたり、出力トルクが不足したりして、第１モータジェネレターの過回転を防止することが困難になってしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を防止することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関と、モータジェネレータと、相互に差動回転可能に構成された、前記内燃機関の出力軸に連結される第１回転要素、前記モータジェネレータの回転軸に連結される第２回転要素、及び駆動軸に連結される第３回転要素を有する動力分割機構と、係合状態となることで前記モータジェネレータを回転不可能なロック状態とし、解放状態となることで前記モータジェネレータを回転可能な非ロック状態とすることが可能なロック機構とを備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、走行モードとして無段変速モードが選択される場合には、前記ロック機構が前記解放状態となるように、且つ、前記走行モードとして固定変速モードが選択される場合には、前記ロック機構が前記係合状態となるように、前記ロック機構を制御するロック制御手段と、前記走行モードとして前記固定変速モードが選択されている場合において、前記モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、前記内燃機関の機関回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う回転速度抑制手段とを備える。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その制御対象となるハイブリッド車両は、内燃機関、モータジェネレータ、動力分割機構及びロック機構を備える。動力分割機構は、例えば、第１、第２及び第３回転要素として夫々キャリア、サンギア及びリングギアを有する遊星歯車機構として構成される。ロック機構は、ハイブリッド車両の走行モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構は、例えばドグクラッチ或いは湿式多板クラッチ等から構成され、例えば、モータジェネレータの回転軸に連結された第１係合要素と、この第１係合要素に係合可能な例えば固定部材に固定された第２係合要素を有している。ロック機構は、例えば第１及び第２係合要素が互いに係合された係合状態となることで、モータジェネレータを回転不可能なロック状態とする（言い換えれば、モータジェネレータの回転速度（即ち、単位時間当たりの回転数）を「０（ゼロ）」にする）ことが可能であり、例えば第１及び第２係合要素が互いに係合されない解放状態（或いは非係合状態）となることで、モータジェネレータを回転可能な非ロック状態とすることが可能である。ロック機構が解放状態である場合には、モータジェネレータの回転速度を連続的に変化させることにより内燃機関の機関回転速度（即ち、単位時間当たりの機関回転数）を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構が係合状態である場合には、内燃機関の機関回転速度が、駆動軸（或いは駆動輪）の回転速度により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。
【００１０】
本発明では、ロック制御手段は、ハイブリッド車両の走行モードとして無段変速モードが選択される場合には、ロック機構が解放状態となるように、ロック機構を制御し、ハイブリッド車両の走行モードとして固定変速モードが選択される場合には、ロック機構が係合状態となるように、ロック機構を制御する。尚、走行モードは、例えば、目標駆動トルク及び駆動軸回転速度（或いは車速）に応じて選択される。具体的には、例えば、目標駆動トルクと駆動軸回転速度とによって規定され、無段変速モード領域及び固定変速モード領域が設定されたマップ上において、現在の運転動作点の位置に応じて、走行モードとして無段変速モード又は固定変速モードが選択される。マップ上における現在の運転動作点が固定変速モード領域に位置する場合には、走行モードとして無段変速モードが選択され、マップ上における現在の運転動作点が無段変速モード領域に位置する場合には、走行モードとして固定変速モードが選択される。
【００１１】
ここで、ロック機構が誤解放状態になる場合がある。「誤解放状態」とは、ロック機構が、本来、係合状態であるべき（即ち、解放状態であってはならない）にもかかわらず、ロック機構の不具合（或いは故障）に起因して、誤って解放状態となった状態を意味する。ロック機構が誤解放状態である場合には、モータジェネレータが回転可能な非ロック状態になってしまっているので、内燃機関の機関トルクによってモータジェネレータの回転速度が急激に上昇し、モータジェネレータの過回転（即ち、モータジェネレータがその上限回転速度を超えた回転速度で回転してしまう状態）が発生してしまうおそれがある。このため、モータジェネレータが破損してしまうおそれがある。
【００１２】
しかるに本発明では特に、回転速度抑制手段は、走行モードとして固定変速モードが選択されている場合において、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、内燃機関の機関回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う。例えば、回転速度抑制手段は、回転速度抑制制御として、内燃機関に対する燃料の供給を一時的に停止するフューエルカットを行う。尚、回転速度抑制制御は、内燃機関の機関回転速度を抑制する制御であればよく、例えば、内燃機関に設けられたスロットル弁を閉じる制御であってもよい。また、回転速度抑制制御として、内燃機関の機関回転速度を抑制する制御が複数行われてもよい。
【００１３】
よって、内燃機関の機関トルクを抑制でき、モータジェネレータの過回転の発生を低減或いは防止できる。更に、例えば、仮に、モータジェネレータの回転速度が所定の基準回転速度を超えたか否かによって、ロック機構が誤解放状態であるか否かを判定し、誤解放状態であると判定したときに、モータジェネレータの過回転を防止するために、検出した回転速度に基づいて第１モータジェネレータの出力トルクを制御する場合と比較して、早期に（言い換えれば、モータジェネレータの回転速度がより低いうちに）、モータジェネレータの回転速度を抑制できる。よって、モータジェネレータの過回転の発生をより確実に低減或いは防止できる。
【００１４】
以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を低減或いは防止できる。
【００１５】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記回転速度抑制手段は、前記回転速度抑制制御として、前記内燃機関に対する燃料の供給を一時的に停止するフューエルカットを行う。
【００１６】
この態様によれば、内燃機関の機関回転速度を確実に抑制することができる。よって、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を確実に低減或いは防止できる。
【００１７】
上述した、回転速度制御手段がフューエルカットを行う態様では、前記回転速度制御手段は、前記内燃機関の機関トルクが所定の基準トルク以上である場合に、前記フューエルカットを行うように構成してもよい。
【００１８】
このように構成すれば、内燃機関の機関トルクに応じて適正にモータジェネレータの過回転の発生を低減或いは防止できる。即ち、内燃機関の機関トルクが所定の基準トルク以上である場合には、モータジェネレータの過回転が発生するものとして、フューエルカットを行うことで、確実にモータジェネレータの過回転を防止し、内燃機関の機関トルクが所定の基準トルク未満である場合には、モータジェネレータの過回転が発生しないものとして、フューエルカットを行わないことで、駆動軸に出力される駆動トルクが目標駆動トルクに対して不足してしまうことを回避することができる。尚、所定の基準トルクは、モータジェネレータの過回転が発生し始めるような機関トルクとして、実験的、経験的或いはシミュレーションにより定めればよい。
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記走行モードとして前記固定変速モードが選択されている場合において、前記モータジェネレータの回転速度が前記所定回転速度以上変化したときには、前記ロック機構が誤って前記解放状態となった誤解放状態であると判定する誤解放判定手段を更に備え、前記回転速度抑制手段は、前記ロック機構が前記誤解放状態であると前記誤解放判定手段によって判定された場合には、前記回転速度抑制制御を行う。
【００２０】
この態様では、誤解放判定手段は、走行モードとして固定変速モードが選択されている場合において、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、ロック機構が誤解放状態であると判定する。即ち、誤解放判定手段は、走行モードとして固定変速モードが選択されており、ロック機構が係合状態であるべきにもかかわらず、ロック機構が解放状態であるか否かを、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したか否かに応じて判定する。つまり、誤解放判定手段は、走行モードとして固定変速モードが選択されているにもかかわらず、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化したときには、ロック機構が誤解放状態であると判定し、モータジェネレータの回転速度が所定回転速度以上変化していないときには、ロック機構が誤解放状態でない（即ち、ロック機構が係合状態である、つまり、ロック機構が正常である）と判定する。
【００２１】
この態様によれば、ロック機構が誤解放状態であると誤解放判定手段によって判定された場合には、回転速度抑制手段によって回転速度抑制制御が行われるので、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を確実に低減或いは防止できる。
【００２２】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】ロック機構の構成を概念的に示す模式図である。
【図３】ロック機構が係合状態から誤解放状態に変化した場合における、第１モータジェネレータ、エンジン及び駆動軸の動作状態の変化の一例を示す共線図である。
【図４】ロック機構の誤解放状態に起因する第１モータジェネレータの過回転の発生を防止するための制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】比較例における、誤解放故障発生時の第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度の変化の一例を示すグラフである。
【図６】第１モータジェネレータの最大トルク特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成について、図１を参照して説明する。
【００２６】
図１は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【００２７】
図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１０は、エンジン２００、第１モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、第２モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、駆動軸５０、動力分割機構３００、ロック機構４００、ＰＣＵ（Power Control Unit）５００、バッテリ６００、減速機１１、車軸１２、駆動輪１３、アクセル開度センサ１４及びＥＣＵ１００を備えている。
【００２８】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。エンジン２００の出力軸であるクランクシャフト２１０は、後述する動力分割機構３００のキャリア３０４に連結されている。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。
【００２９】
第１モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例たる電動発電機であり、エンジン２００からトルクの供給を受けてその回転軸が回転することにより、バッテリ６００を充電するための、或いは第２モータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電を主として行うことが可能に構成されている。第１モータジェネレータＭＧ１は、固定部材であるケース（図示省略）に固定されたステータＭＧ１ａと、そのステータＭＧ１ａの内周側に同軸に配置されたロータＭＧ１ｂとを備えている。尚、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓ（図２参照）は、ロータＭＧ１ｂに連結されており、ロータＭＧ１ｂと共に回転する。
【００３０】
第２モータジェネレータＭＧ２は、電動発電機であり、エンジン２００の動力を補助（即ち、アシスト）する電動機として、或いはバッテリ６００を充電するための発電機として機能するように構成されている。より具体的には、第２モータジェネレータＭＧ２は、駆動力或いは制動力をアシストする装置であり、駆動力をアシストする場合には、第１モータジェネレータＭＧ１及びバッテリ６００の少なくとも一方から電力が供給されて電動機として機能し、制動力をアシストする場合には、ハイブリッド車両１０の駆動輪１３側から伝達されるトルクによって回転させられて電力を発電する発電機として機能するように構成されている。第２モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５０に対し動力を供給することが可能となるように、その回転軸が駆動軸５０に連結されている。
【００３１】
駆動軸５０は、ハイブリッド車両１０の駆動輪（或いは車輪）である駆動輪１３に連結される車軸１２に、デファレンシャル等の各種減速ギア装置を含む減速機１１を介して連結されている。
【００３２】
動力分割機構３００は、遊星歯車機構を含んでおり、エンジン２００の動力を第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸及び駆動軸５０に分割或いは分配することが可能に構成されている。より具体的には、動力分割機構３００は、外歯歯車のサンギア３０１と、サンギア３０１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギア３０２と、サンギア３０１及びリングギア３０２に噛合するピニオンギア３０３と、ピニオンギア３０３を自転且つ公転自在に保持するキャリア３０４とを備えており、サンギア３０１、リングギア３０２及びキャリア３０４が３つの回転要素として相互に差動作用を生じるように構成されている。キャリア３０４には、エンジン２００の出力軸であるクランクシャフト２１０が連結されている。サンギア３０１には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸が連結されている。リングギア３０２には、駆動軸５０が連結されている。動力分割機構３００は、キャリア３０４から入力されるエンジン２００からの動力を、サンギア３０１側（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１側）とリングギア３０２側（即ち、駆動軸５０側）とにそのギア比に応じて分配する。尚、キャリア３０４は、本発明に係る「第１回転要素」の一例であり、サンギア３０１は、本発明に係る「第２回転要素」の一例であり、リングギア３０２は、本発明に係る「第３回転要素」の一例である。
【００３３】
ロック機構４００は、例えばドグクラッチ或いは湿式多板クラッチ等から構成され、係合状態となることで第１モータジェネレータＭＧ１を回転不可能なロック状態とし、解放状態となることで第１モータジェネレータＭＧ１を回転可能な非ロック状態とすることが可能に構成されている。
【００３４】
図２は、ロック機構４００の構成を概念的に示す模式図である。
【００３５】
図２において、ロック機構４００は、係合機構４１０及びアクチュエータ４２０を有している。係合機構４１０は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓに連結された第１係合部材４１１と、この第１係合部材４１１に係合可能な第２係合部材４１２とを含んでなる。第２係合部材４１２は、固定部材であるケース４３０に固定されている。第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２は、例えば一対のドグ歯或いはクラッチ板等として構成される。アクチュエータ４２０は、第１係合部材４１１を駆動可能に構成された電磁アクチュエータであり、ＥＣＵ１００の制御下で電流が供給されることにより、第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２を互いに係合させることが可能に構成されている。
【００３６】
図１及び図２において、ロック機構４００の有する係合機構４１０における第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２が互いに係合することにより（即ち、ロック機構４００が係合状態となることにより）、第１モータジェネレータＭＧ１が回転不可能な状態となる（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓは停止した状態で機械的に固定される、つまり、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態となる）。よって、ロック機構４００が係合状態である（言い換えれば、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態である）場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は「０（ゼロ）」となる。一方、ロック機構４００の有する係合機構４１０における第１係合部材４１１及び第２係合部材４１２が互いに解放される（即ち、互いに係合しない）ことにより（即ち、ロック機構４００が解放状態となることにより）、第１モータジェネレータＭＧ１の回転軸ＭＧ１ｓは回転可能な状態となる（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１が非ロック状態となる）。ロック機構４００は、例えば、ハイブリッド車両１０の走行モードを無段変速モードと固定変速モードとの間で切り替えるために用いられる。ロック機構４００が解放状態である場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を連続的に変化させることによりエンジン２００のエンジン回転速度を連続的に変化させる無段変速モードを実現可能であり、ロック機構４００が係合状態である場合には、エンジン２００のエンジン回転速度（即ち、機関回転速度）が、駆動軸５０（或いは駆動輪１３）の回転速度により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）固定変速モードを実現可能である。尚、駆動軸５０には、上述したように第２モータジェネレータＭＧ２の回転軸が連結されているので、固定変速モードでは、エンジン２００のエンジン回転速度は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度により一義的に決定される。ロック機構４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００（より具体的に、後述するロック制御部１１０）によってその動作が制御される構成となっている。
【００３７】
図１において、ＰＣＵ５００は、バッテリ６００から取り出した直流電力を交流電流に変換して第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６００に供給することが可能に構成されたインバータ等を含み、バッテリ６００と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を個別に制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００３８】
バッテリ６００は、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２に電力を供給する電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００３９】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０のアクセルペダル（不図示）の操作量たるアクセル開度を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００４０】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１４によって検出されたアクセル開度に応じて定められる目標駆動トルク及び駆動軸５０の回転速度である駆動軸回転速度に応じて、走行モード（或いは変速モード）として、例えば、「無段変速モード」及び「固定変速モード」のいずれかを選択する。尚、走行モードとして、「無段変速モード」及び「固定変速モード」に加えて、他の走行モード（例えば「ＥＶ走行モード」）が選択可能に構成されてもよい。例えば、ＥＣＵ１００は、走行モードとして「ＥＶ走行モード」を選択した場合には、ハイブリッド車両１０が、第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力のみで走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御するように構成されてもよい。ＥＣＵ１００は、走行モードとして「ＥＶ走行モード」を選択した場合には、第１モータジェネレータＭＧ１が非ロック状態となるように（即ち、ロック機構４００が解放状態となるように）、ロック機構４００を制御する。
【００４２】
図１において、ＥＣＵ１００は、ロック制御部１１０、誤解放判定部１２０及び回転速度抑制部１３０を備えている。
【００４３】
ロック制御部１１０は、本発明に係る「ロック制御手段」の一例であり、走行モードとして「無段変速モード」が選択される場合には、ハイブリッド車両１０が、エンジン２００から動力分割機構３００を介して駆動軸５０に出力される駆動力と第２モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５０に出力される駆動力とで走行する電気ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）走行を行うように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。ロック制御部１１０は、走行モードとして「無段変速モード」が選択される場合には、エンジン２００からの動力が第１モータジェネレータＭＧ１及び駆動軸５０に分配されて、第１モータジェネレータＭＧ１で発電が行われると共に第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力が駆動軸５０に出力されるように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。
【００４４】
ロック制御部１１０は、走行モードとして「固定変速モード」が選択された場合には、ハイブリッド車両１０が、エンジン２００からの駆動力のみで走行するように、エンジン２００、ロック機構４００及びＰＣＵ５００を制御する。具体的には、ロック制御部１１０は、走行モードとして「固定変速モード」が選択された場合には、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態となるように（即ち、ロック機構４００が係合状態となるように）、ロック機構４００を制御する。
【００４５】
誤解放判定部１２０は、走行モードとして「固定変速モード」が選択されている場合において、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が所定回転速度（例えば１００ｒｐｍ）以上変化したときには、ロック機構４００が誤解放状態である（言い換えれば、誤解放故障が発生している）と判定する。ここで、「誤解放状態」とは、ロック機構４００が、本来、係合状態であるべき（即ち、解放状態であってはならない）にもかかわらず、ロック機構の不具合（或いは故障）に起因して、誤って解放状態となった状態を意味する。即ち、誤解放判定部１２０は、走行モードとして「固定変速モード」が選択されており、ロック機構４００が係合状態であるべきにもかかわらず、ロック機構４００が解放状態であるか否かを、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が所定回転速度以上変化したか否かに応じて判定する。つまり、誤解放判定部１２０は、走行モードとして「固定変速モード」が選択されているにもかかわらず、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が「ゼロ（０）」から所定回転速度以上変化したときには、ロック機構４００が誤解放状態であると判定し、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が「ゼロ（０）」所定回転速度以上変化していないときには、ロック機構４００が誤解放状態でない（即ち、ロック機構４００が係合状態である、つまり、ロック機構が正常である）と判定する。
【００４６】
図３は、ロック機構４００が係合状態から誤解放状態に変化した場合における、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０（一義的に第２モータジェネレータＭＧ２或いは駆動輪１３）の動作状態の変化の一例を示す共線図である。尚、図３の縦軸は回転速度を示している。図３において、一の動作点ｍｉ（但し、ｉは自然数）には、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０のいずれかについての一の回転速度が対応している。また、共線Ａ１は、ロック機構４００が係合状態である場合における、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０の動作状態の一例を示し、共線Ａ２は、ロック機構４００が誤解放状態である場合における、第１モータジェネレータＭＧ１、エンジン２００及び駆動軸５０の動作状態の一例を示している。
【００４７】
図３において、共線Ａ１に示されるように、ロック機構４００が係合状態である（即ち、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態である）場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の動作点は、回転速度がゼロである動作点ｍ１に固定される。このため、駆動軸５０の動作点が動作点ｍ２であるときには、エンジン２００の動作点は動作点ｍ３となり、そのエンジン回転速度は、ハイブリッド車両１０の車速と一義的な駆動軸５０の回転速度により一義的に決定される（即ち、変速比が一定となる）。言い換えれば、ロック機構４００が係合状態である場合には、走行モードとして「固定変速モード」を実現可能である。
【００４８】
図３において、ロック機構４００が係合状態から誤解放状態に変化した場合には、第１モータジェネレータＭＧ１が回転可能な非ロック状態になってしまっているので、第１モータジェネレータＭＧ１の動作点は、回転速度がゼロである動作点に固定されない。このため、エンジン２００から出力されるエンジントルクにより、エンジン２００の動作点が動作点ｍ４に移動して、第１モータジェネレータＭＧ１の動作点が、第１モータジェネレータＭＧ１の上限回転速度Ｎｍａｘを超えた動作状態である動作点ｍ５に移動してしまうおそれがある。即ち、ロック機構４００が誤解放状態である場合には、第１モータジェネレータＭＧ１が非ロック状態になってしまっているので、エンジン２００のエンジントルクによって第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が急激に上昇し、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生してしまうおそれがある。このため、過回転による遠心力により、第１モータジェネレータＭＧ１が破損してしまうおそれがある。
【００４９】
再び図１において、回転速度抑制部１３０は、ロック機構４００が誤解放状態であると誤解放判定部１２０によって判定された場合には、エンジン２００のエンジン回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う。例えば、回転速度抑制部１３０は、回転速度抑制制御として、エンジン２００に対する燃料の供給を一時的に停止するフューエルカット（燃料カット）を行うことが可能に構成されている。また、本実施形態では、回転速度抑制部１３０は、エンジン２００のエンジントルクが所定の基準トルクＴｅｘ（例えば１５０Ｎｍ）以上である場合に、フューエルカットを行うように構成されている。
【００５０】
尚、回転速度抑制制御は、エンジン２００のエンジン回転速度を抑制する制御であればよく、例えば、エンジン２００に設けられたスロットル弁を閉じる制御であってもよい。また、回転速度抑制制御として、エンジン２００のエンジン回転速度を抑制する制御が複数行われてもよい。
【００５１】
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による、ロック機構の誤解放状態に起因するモータジェネレータの過回転の発生を防止するための制御について、図４を参照して説明する。
【００５２】
図４は、ロック機構４００の誤解放状態に起因する第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生を防止するための制御の流れを示すフローチャートである。
【００５３】
図４において、先ず、ＭＧ１ロック制御中か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。即ち、目標駆動トルク及び駆動軸回転速度に応じて走行モードとして「固定変速モード」が選択されており、ロック制御部１１０が、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態となるように、ロック機構４００を制御中であるか否かがＥＣＵ１００によって判定される。
【００５４】
ＭＧ１ロック制御中でない（例えば、走行モードとして「無段変速モード」が選択されている）と判定された場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、所定時間経過後に再び、ＭＧ１ロック制御中か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。
【００５５】
一方、ＭＧ１ロック制御中であると判定された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、誤解放故障が発生している（即ち、ロック機構４００が誤解放状態である）か否かが誤解放判定部１２０によって判定される（ステップＳ２０）。
【００５６】
誤解放故障が発生していないと判定された場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、所定時間経過後に再び、ＭＧ１ロック制御中か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。
【００５７】
一方、誤解放故障が発生している（即ち、ロック機構４００が誤解放状態である）と判定された場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＭＧ１ロック制御が解除され、回転速度抑制制御が開始される（ステップＳ３０）。即ち、ロック制御部１１０が、第１モータジェネレータＭＧ１がロック状態となるように、ロック機構４００を制御するＭＧ１ロック制御をやめて、回転速度抑制部１３０が回転速度抑制制御を開始する。
【００５８】
回転速度抑制制御が開始されると、エンジン２００のエンジントルクが基準トルクＴｅｘ以上であるか否かが回転速度抑制部１３０によって判定される（ステップＳ４０）。
【００５９】
エンジン２００のエンジントルクが基準トルクＴｅｘ以上でない（即ち、エンジン２００のエンジントルクが基準トルクＴｅｘ未満である）と判定された場合には（ステップＳ４０：Ｎｏ）、フューエルカットが行われずに回転速度抑制制御が終了され、所定時間経過後に再び、ＭＧ１ロック制御中か否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ１０）。
【００６０】
一方、エンジン２００のエンジントルクが基準トルクＴｅｘ以上であると判定された場合には（ステップＳ４０）、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止するためのフューエルカット（Ｆ／Ｃ：Fuel-Cut）が実施される（ステップＳ５０）。即ち、図３を参照して上述したようなモータの過回転の発生を防止するために、回転速度制御部１３０は、エンジン２００に対する燃料の供給を一時的に停止するように、エンジン２００のインジェクタ（燃料噴射装置）を制御する。よって、エンジン２００のエンジントルクを抑制できる。従って、誤解放故障の発生時にエンジン２００のエンジントルクが増大することによって第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が急激に上昇し、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生してしまうことを低減或いは防止できる。これにより、第１モータジェネレータＭＧ１が過回転によって破損してしまうことを低減或いは防止できる。
【００６１】
ここで、比較例として、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止するために、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を検出して、この検出した回転速度が所定の基準回転速度Ｎｔｈを超えた場合に、第１モータジェネレータＭＧ１の出力トルクを制御する例について、図５及び図６を参照して説明する。
【００６２】
図５は、比較例における、誤解放故障発生時の第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度の変化の一例を示すグラフである。
【００６３】
図５では、実線Ｌ１は、時刻Ｔ１において誤解放故障が発生した（即ち、ロック機構４００が係合状態から誤解放状態に変化した）場合における、実際の第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（即ち、ＭＧ１回転速度）の経時的な変化を示している。一点鎖線Ｌ２は、この場合における、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度（即ち、ＥＵＣ１００がＭＧ１回転速度として認識する値）を示している。
【００６４】
図５において、仮に、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が所定の基準回転速度Ｎｔｈを超えたか否かによって、ロック機構４００が誤解放状態であるか否かを判定する場合、時刻Ｔ１において誤解放故障が発生しＭＧ１回転速度が増大し始めて、実際のＭＧ１回転速度（実線Ｌ１参照）が時刻Ｔ２で基準回転速度Ｎｔｈに到達したとしても、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度（一点鎖線Ｌ２参照）は、検出に生じる遅延のため、時刻Ｔ２では未だ基準回転速度Ｎｔｈに到達せず、時刻Ｔ２から遅延時間ΔＴ１遅れた時刻Ｔ３において基準回転速度Ｎｔｈに到達する。即ち、この場合、誤解放故障の検出に遅延時間ΔＴ１が生じ、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度は、実際のＭＧ１回転速度よりも小さい。また、時刻Ｔ３において誤解放故障を検出した後に、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止するために、第１モータジェネレータＭＧ１を制御しようとする場合、この第１モータジェネレータＭＧ１の制御に生じる遅延のため、時刻Ｔ３から遅延時間ΔＴ２遅れた時刻Ｔ４において第１モータジェネレータＭＧ１の制御が開始されることとなる。このような遅延時間ΔＴ１及びΔＴ２のため、時刻Ｔ４における実際のＭＧ１回転速度Ｎ１ｒは、基準回転速度Ｎｔｈよりも大きい。よって、実際のＭＧ１回転速度Ｎ１ｒが上限回転速度Ｎｍａxを超えてしまい、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生してしまうおそれがある。尚、時刻Ｔ４におけるＥＵＣ１００から見たＭＧ１回転速度Ｎ１ｅは、基準回転速度Ｎｔｈよりも大きく、時刻Ｔ４における実際のＭＧ１回転速度Ｎｅ１よりも小さい。
【００６５】
図６は、第１モータジェネレータＭＧ１の最大トルク特性を示すグラフである。尚、図６では、横軸は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）を示し、縦軸は、第１モータジェネレータＭＧ１が出力可能な最大トルク（ＭＧ１トルク）を示している。
【００６６】
図５を参照して上述した時刻Ｔ４において第１モータジェネレータＭＧ１の制御が開始されると、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防ぐために、第１モータジェネレータＭＧ１は、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度に基づいて、負のトルクを出力するように制御されるが、上述したように、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度は、実際のＭＧ１回転速度よりも小さい。よって、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防ぐために必要なＭＧ１トルクを、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度Ｎｂに基づいて算出した場合、算出されたＭＧ１トルクは、実際に必要なＭＧ１トルク（即ち、ＭＧ１回転速度Ｎａに対応するＭＧ１トルク）よりも小さくなってしまい、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生してしまうおそれがある。尚、実際に必要なＭＧ１トルクに対応するＭＧ１回転速度Ｎａは、ＥＣＵ１００から見たＭＧ１回転速度Ｎｂよりも小さい。
【００６７】
しかるに本実施形態では特に、図４を参照して上述したように、回転速度抑制部１３０は、ロック機構４００が誤解放状態であると誤解放判定部１２０によって判定された場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、エンジン２００のエンジン回転速度を抑制する回転速度抑制制御を行う（ステップＳ５０）。具体的には、回転速度抑制部１３０は、回転速度抑制制御として、エンジン２００に対する燃料の供給を一時的に停止するフューエルカットを行う。よって、エンジン２００のエンジントルクを抑制でき、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生を低減或いは防止できる。更に、本実施形態では、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生を防止するために、フューエルカットを行うことによりエンジン２００のエンジントルクを抑制するので、例えば、仮に、図５及び図６を参照して上述した比較例のように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が所定の基準回転速度Ｎｔｈを超えたか否かによって、ロック機構４００が誤解放状態であるか否かを判定し、誤解放状態であると判定したときに、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止するために、検出した回転速度に基づいて第１モータジェネレータＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）を制御する場合と比較して、早期に（言い換えれば、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度がより低いうちに）、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を抑制できる。よって、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生をより確実に低減或いは防止できる。
【００６８】
加えて、本実施形態では特に、上述したように、回転速度制御部１３０は、エンジン２００のエンジントルクが所定の基準トルクＴｅｘ以上である場合に（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、フューエルカットを行う（ステップＳ５０）。よって、エンジン２００のエンジントルクに応じて適正に第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生を低減或いは防止できる。
【００６９】
即ち、エンジン２００のエンジントルクが所定の基準トルクＴｅｘ以上である場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生するものとして、フューエルカットを行うことで、確実に第１モータジェネレータＭＧ１の過回転を防止し、エンジン２００のエンジントルクが所定の基準トルクＴｅｘ未満である場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生しないものとして、フューエルカットを行わないことで、駆動軸５０に出力される駆動トルクが目標駆動トルクに対して不足してしまうことを回避することができる。尚、所定の基準トルクＴｅｘは、第１モータジェネレータＭＧ１の過回転が発生し始めるようなエンジントルクとして、実験的、経験的或いはシミュレーションにより定めればよい。例えば、所定の基準トルクＴｅｘは、第１モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２００の回転イナーシャと、ＥＣＵ１００の判定遅れ時間とに基づいて、シミュレーションにより或いは実験的に定めることができる。また、例えば、所定の基準トルクＴｅｘは、エンジン２００のエンジン水温やハイブリッド車両１０の車速をパラメータとしたマップとして設定してもよい。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ロック機構４００の誤解放状態に起因する第１モータジェネレータＭＧ１の過回転の発生を低減或いは防止できる。
【００７１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、１１０…ロック制御部、１２０…誤解放判定部、１３０…回転速度抑制部、４００…ロック機構、ＭＧ１…第１モータジェネレータ、ＭＧ２…第２モータジェネレータ
【図１】
2010254015.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010254015.tif 000006
【図５】
2010254015.tif 000007
【図６】
2010254015.tif 000008